JPH07192688A - メタルハライドランプ及び照明装置並びに投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で、発光効率およびスクリーン照度が高
く、色バランスも良く、しかも寿命の長い、プロジェク
ター用の光源として適したメタルハライドランプを提案
すること。 【構成】 メタルハライドランプ２の入力電力は約１３
０から約１８０Ｗの範囲内に設定され、電極間距離ＡＬ
は約２．５ｍｍから約３．５ｍｍの範囲内に設定され、
発光管２１の発光部２２を全体として概ね楕円球あるい
は概ね球形状とし、その外径Ｄを約９ｍｍから約１１ｍ
ｍの範囲内にすると共に、その長さＬも約９ｍｍないし
約１１ｍｍの範囲内に設定してある。さらには、電極を
構成している電極芯棒２５、２６の直径を、約０．５５
ｍｍから約０．６５ｍｍの範囲内に設定してある。この
構成によれば、小型でありながら、スクリーン照度が高
く、色バランスが良く、しかも長寿命のランプを実現で
きる。特に、本発明のランプはプロジェクター等の光源
として用いるのに適している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は投射型表示装置の光源と
して用いるのに適したメタルハライドランプに関するも
のである。また、本発明は、このメタルハライドランプ
と反射鏡の組み合わせからなる照明装置に関するもので
ある。さらに、本発明は、このメタルハライドランプを
光源とした投写型表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】メタルハライドランプは、他の形式のラ
ンプに比べて、発光効率が良く、長寿命であり、演色性
にも優れているので、投写型表示装置（以下、プロジェ
クターと呼ぶ。）等の光源として利用されている。一般
的には、反射鏡と組み合わせて照明装置を構成し、これ
をプロジェクター等の光源として利用している。

【０００３】従来において使用されている一般的なメタ
ルハライドラインプは、そのアーク長、すなわち電極間
距離が約５ｍｍないし７ｍｍ程度であり、その入力電力
は１５０Ｗ程度である。ここで、プロジェクター等の光
源としてメタルハライドランプを使用する場合には、ラ
ンプの発光部を小さくして、集光率等の光学的な効率を
上げることが望まれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ランプ
の発光部を小型化するために、単に、発光部の両端に形
成されたシール部に封着されている電極間距離を短くし
たのみでは、発光スペクトルが輝線スペクトルになり易
く、プロジェクターの光源として相応しくなくなってし
まう。また、発光部を小さくすると、発光管がその内部
に封入されている金属ハロゲン化物との反応により失透
を起こし、あるいは、発光管の管壁負荷が増大して、ラ
ンプ寿命が著しく短くなるおそれがある。

【０００５】本発明の課題は、プロジェクターの光源と
して用いるのに適した小型の発光部を備え、しかも演色
性が良く、寿命も長いメタルハライドランプを提案する
ことにある。また、本発明の課題は、このメタルハライ
ドランプと反射鏡との組み合わせからなる照明装置を提
案することにある。さらに、本発明の課題は、このメタ
ルハライドランプを光源としたプロジェクターを提案す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】上記の課題を
解決するために、本発明では、発光部およびその両端に
形成されたシール部から構成される発光管内に、シール
部に封着され所定の間隔で対向配置された一対の電極
と、金属ハロゲン化物とが封入された構成のメタルハラ
イドランプにおいて、次の構成を採用している。すなわ
ち、当該ランプの入力電力を約１３０から約１８０Ｗの
範囲内に設定してある。また、電極間の距離を約２．５
ｍｍから約３．５ｍｍの範囲内に設定してある。さら
に、発光管の発光部を全体としておおむね楕円球あるい
は球形状とし、その外径を約９ｍｍから約１１ｍｍの範
囲内にすると共に、その長さを約９ｍｍないし約１１ｍ
ｍの範囲内に設定してある。さらには、電極を構成して
いる電極心棒の直径を、約０．５５ｍｍから約０．６５
ｍｍの範囲内に設定してある。

【０００７】上記の構成において、入力電力が１３０Ｗ
未満の場合にはランプの発光効率が激減してしまい、ま
た、１８０Ｗを越える場合には、管壁負荷が大きくなり
過ぎて寿命が短くなってしまうので、好ましくない。

【０００８】電極間距離、すなわちアーク長は短い程、
集光率の向上を達成できるが、発光効率は逆に長い程向
上する。したがって、光学的に好適な範囲は、これらの
双方を考慮した範囲であり、この範囲が、約２．５ｍｍ
から約３．５ｍｍである。

【０００９】ランプの発光部の寸法が上記の範囲よりも
小さい場合には、管壁負荷が過大になり、ランプ寿命に
悪影響が及ぶ。逆に、上記の範囲よりも大きな寸法の場
合には、光学的特性、特に演色性が低下してしまうので
好ましくない。

【００１０】次に、電極棒の外径が０．５５ｍｍ未満の
場合には、その熱容量が小さいので熱破損等を来すおそ
れがある。逆に０．６５ｍｍを越える場合には、ランプ
始動電圧の上昇を招くと共に、電極の熱損失が大きくな
りランプ発光効率、演色性などの発光特性の低下を招く
ので、好ましくない。

【００１１】上記のように構成した本発明によれば、光
学特性が良く、寿命が長く、プロジェクターの光源とし
て使用するのに適したメタルハライドランプを実現でき
る。

【００１２】次に、上記構成のメタルハライドランプに
おいては、そこに封入される金属ハロゲン化物の量を、
約０．２ｍｇから約０．６ｍｇの範囲にすることが好ま
しい。これよりも多い場合には、発光管の失透が早期に
始まりランプ寿命が短くなってしまう。逆に、これより
も少ない場合には、発光特性が低下し、また、発光管の
黒化も生じ易くなるので好ましくない。

【００１３】ここで、封入される金属ハロゲン化物とし
て、更に、ハロゲン化錫、ハロゲン化鉛およびハロゲン
化亜鉛のうちの少なくとも１つを、約０．０５ｍｇから
約０．１ｍｇの範囲内の量だけ加えることが好ましい。
このようにすると、発光管内の蒸気圧を高めることがで
き、演色性を更に改善でき、より色バランスのとれたラ
ンプを実現できる。この範囲よりも多い量を加えると、
発光効率が低下するので好ましくない。また、この範囲
よりも少ない量の場合には、これらの金属ハロゲン化物
を加えることによる効果が得られない。

【００１４】また、封入される金属ハロゲン化物とし
て、一般的に封入される沃化水銀の代わりに、臭化水銀
を添加することが好ましい。この臭化水銀の添加量は、
当該臭素と、総沃素量とのモル比が約０．１から約０．
６の範囲内とすることが好ましい。この範囲の量の臭素
を添加すると、臭素は活性度が高く、したがって電極の
タングステンとの結び付きが強く、反応速度が早いの
で、発光管内の黒化を防止でき、ランプ寿命を長くする
ことができる。添加量が上記の範囲より多い場合には、
臭素によって電極の消耗を招くので好ましくない。ま
た、上記の範囲よりも少ない場合には、添加することに
よる効果が得られない。

【００１５】次に、本発明の照明装置は、上記の構成の
メタルハライドランプと、反射面を備えた反射鏡との組
み合わせからなる構成を採用し、メタルハライドランプ
の発光管における反射鏡の開口部側の形状を細くしたこ
とを特徴としている。反射鏡と組み合わせることによ
り、ランプはその反射鏡の底部側の温度は高まるが、こ
れに比べて反射鏡の開口部側の温度はそれ程上昇しな
い。本発明では、反射鏡の開口部側の部分の形状を細く
してあるので、この部分の温度を高めることができ、こ
れによって、発光管内の温度バランスを改善でき、発光
スベクトルが改善される。

【００１６】ここで、反射鏡の開口部側の温度を高める
ためには、この開口部側に位置しているランプの発光管
のシール部およびこれに連続する発光部の外周を保温膜
で覆えばよい。しかし、本発明のように小型化した発光
管において、保温膜による被覆範囲が広すぎると、反射
鏡の底部側の発光管の部分が高温になり過ぎてしまい、
好ましくない。そこで、本発明の照明装置においては、
反射鏡の開口部側にある発光管のシール部およびこれに
連続する発光部の外周のうち、少なくともシール部の外
周における発光部に連続する部分のみを保温膜で覆うよ
うにしている。また、これに連続する発光部の部分を保
温膜で覆う場合には、シール部と発光部の境界から反射
鏡の底部側に向けて約２ｍｍ以下の幅にしている。この
ように保温膜を形成することにより、発光管の最高温部
の温度を上昇を抑制することができる。

【００１７】

【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。

【００１８】（第１の実施例）図１は、本発明を適用し
た液晶プロジェクターの光学系の概略ブロック図であ
る。この液晶プロジェクター１の光源は、メタルハライ
ドランプ２と反射鏡４との組み合わせからなる照明装置
６によって構成されている。この照明装置６からの出射
光の光軸方向に沿って、照明装置６の側から、緑反射ダ
イクロイックミラー７、赤反射ダイクロイックミラー
８、アルミニウムが蒸着された反射ミラー９がこの順番
で配置されている。これらのミラーは光軸に対して同一
方向に向けて４５度の角度で配列されている。緑反射ダ
イクロイックミラー７に対して、光軸方向に対して直交
する方向には、一定の間隔を於いて、アルミニウムが蒸
着された反射ミラー１０が配置されている。同様な配置
関係で、赤反射ダイクロイックミラー８に対峙させて赤
反射ダイクロイックミラー１１が配置され、アミルミニ
ウムが蒸着された反射ミラー９に対峙させて青透過ダイ
クロイックミラー１２が配置されている。また、赤反射
ダイクロイックミラー８とアルミニウムが蒸着された反
射ミラー９の間には青色用液晶パネル１３が配置され、
赤反射ダイクロイックミラー８、１１の間には、赤色用
液晶パネル１４が配置され、反射ミラー１０と赤反射ダ
イクロイックミラー１１の間には、緑色用液晶パネル１
５が配置されている。

【００１９】照明装置６から出射された光は、各色の反
射用ダイクロイックミラーにより、赤、緑、青の各色に
分離される。分離された各色の光は、それぞれ、対応す
る色の液晶パネルを通過する。通過する際に、それぞれ
の色に対応する映像信号により光の強度が調整される。
強度調整された各色の光は、ダイクロイックミラー１１
および１２を通って合成され、この後、投射レンズ１６
によって拡大投影される。これにより、スクリーン１７
上に像を結び、ここに画像が得られる。

【００２０】図２は本例における照明装置６の概略断面
図である。この図において、２はメタルハライドランプ
であり、４はこのランプが取付けられた反射鏡である。
本例のメタルハライドランプ２の発光管２１は石英硝子
製であり、その中央に形成されている発光部２２は、お
おむね球形に近い楕円球形状をしており、この発光部２
２の両側には電極シール部２３、２４が一体成形されて
いる。発光部２２の内部においては、元端側がシール部
２３、２４内に封入された電極芯棒２５、２６がほぼ同
軸線上において、一定の間隔を於いて対向配置されてい
る。これらの電極芯棒２５、２６の先端から僅かに後退
した位置には、それぞれ、タングステン線を蜜に巻くこ
とにより形成したコイル２７、２８が配置されている。
シール部２３、２４内に埋設されている各電極芯棒２
５、２６の元端側は、それぞれモリブデン箔２９、３０
を介して、モリブデンワイヤ３１、３２に接続されてい
る。これらのモリブデンワイヤ３１、３２の他端側は、
それぞれ口金３３およびニッケルリード線３４に接続さ
れている。

【００２１】一方、反射鏡４は、図に示すように断面が
放物線形状の反射面４１を備え、その反射面の底部中央
には、ランプ取付穴４２が形成されている。この取付穴
４２に、上記構成のランプの口金３３の部分が挿入さ
れ、耐熱性の接着剤によって固着されている。ここに、
ランプ２は、その電極芯棒２５、２６の軸心が、反射面
４１の中心軸に一致する状態に取付けられている。な
お、ランプのニッケルリード線３４は反射鏡４を貫通し
て裏面側に引き回され、外部接続用の端子３５に接続さ
れている。口金３３の底面側にも、外部接続用の端子部
材３６が取付けられる。

【００２２】ここで、本例のメタルハライドランプ２の
発光管２１は、ランブ電力１５０Ｗ用に設計したもので
ある。この発光管２１における発光部２２の最大外径Ｄ
は、１０ｍｍである。また、その長さＬ、すなわち、電
極心棒２５、２６の埋設表面の間の距離は１０ｍｍであ
る。この発光部の肉厚はほぼ１ｍｍに設定されている。
次に、発光部２２内に封入されている一対の電極芯棒２
５、２６は、その外径が０．６ｍｍであり、またそれら
の間の距離、すなわち電極間距離ＡＬは３ｍｍに設定さ
れている。さらに、本例においては、発光管２１内に
は、金属ハロゲン化物として、沃化ディスプロシウム、
沃化ネオジウムおよび沃化セシウムを０．３ｍｇ封入す
ると共に、バッファガスとしての水銀および始動用補助
ガスとしてのアルゴンを封入した。

【００２３】このように構成した本例の照明装置６を用
いた液晶プロジェクター１においては、良好なスクリー
ン照度が得られ、また、演色性にも優れ、さらに、長時
間使用によっても失透を生じないことが確認された。

【００２４】ここで、本発明者は、上記構成のメタルハ
ライドランプ２を用いて、入力電力の変化に対する発光
効率および管壁負荷の変動を測定した。この結果を図３
に示す。図において特性曲線１０１で示すように、発光
効率（ｌｍ／Ｗ）は、入力電力が１３０Ｗを下回ると急
激に低下することが分かる。一方、管壁負荷（Ｗ／ｃｍ
2 ）は特性曲線１０２で示すように、入力電力にほぼ比
例して増加することが見て取れる。管壁負荷が９０Ｗ／
ｃｍ2 を越える状態になると、石英硝子製の発光管２１
に破裂等のおそれが高まる。したがって、これら発光効
率および管壁負荷の関係から、入力電力は、約１３０Ｗ
から約１８０Ｗの範囲内が好ましい。図の特性曲線は、
前述したように電極間距離ＡＬが３ｍｍの場合である
が、この距離ＡＬを約２．５ｍｍから約３．５ｍｍの範
囲で変化させた場合にもほぼ同様な結果が得られた。

【００２５】次に、上記構成のメタルハライドランプ２
において、電極間距離ＡＬを変化させた場合における発
光効率の変動、液晶パネル上の集光率の変動を測定し
た。この測定においては、液晶パネルとして１．３イン
チのサイズのものを使用した。図４（Ｂ）の曲線１０３
は電極間距離ＡＬに対する集光率（％）の変化を示し、
曲線１０４は発光効率（ｌｍ／Ｗ）の変化を示す。これ
らの曲線から分かるように、集光率は電極間距離ＡＬを
短くすればする程改善される。すなわち、プロジェクタ
ー用の光源としては、点光源に近ければ近い程利用しや
すく、明るい画面を得ることができる。しかし、電極間
距離ＡＬを短くし過ぎると、電子の衝突が電極に対して
激しくなるので、電極の温度が上昇し、電極であるタン
グステンが融点を越えて徐々に飛散してしまう。

【００２６】これに対して、曲線１０４で示すように、
発光効率の方は、電極間距離ＡＬが長くなる程、すなわ
ち、電極間のアーク長が長くなる程、改善される。この
ように、電極間距離ＡＬに対する発光効率および集光率
は逆に関係にある。したがって、スクリーン照度等は、
これらの双方の値を考慮する必要がある。

【００２７】図４（Ａ）には、各電極間距離ＡＬに対す
る、これらの双方の値を掛け合わせた値をプロットして
得られる曲線１０５を示してある。この曲線１０５から
分かるように、電極間距離ＡＬが約２．５ｍｍから約
３．５ｍｍの範囲においては、良好な特性が得られる。

【００２８】次に、発光管２１の発光部２２の寸法につ
いて説明する。液晶プロジェクターの光源としては、
赤、緑、青の各色の発光スペクトルのバランスがとれて
いることが必要である。スクリーン上での白色は、赤、
緑、青の光量比により決まる。電極間距離ＡＬを本例の
ように短くすると、スペクトルが水銀の輝線スペクトル
になり易い。このため、緑の輝線が強く、緑の光量を減
らさないと、スクリーン上で緑がかった白色になってし
まう。しかし、比視感度の高い緑を減らすことは、スク
リーン上で得られる明るさを低減することになる。これ
では、電極間距離ＡＬを短くしたことにより得たスクリ
ーン照度の向上が相殺されてしまう。ここで、ランプの
スペクトル分布を決めている要素が発光管内の蒸気圧で
あり、蒸気圧を決めているのが発光管の最冷部の温度で
ある。よって、発光管の寸法を小さくすることにより、
最冷部の温度を高めればよい。このようにして最冷部の
温度を高めることにより、発光管内の蒸気圧を高め、封
入金属の発光を促進させて、水銀の輝線スペクトルを弱
めることができる。

【００２９】本発明者は、この点に鑑みて、本例のメタ
ルハライドランプ２において、発光管２１の管径Ｄを変
化させ、それに対する平均演色評価数（Ｒａ）を測定し
た。すなわち、発光部２２の外径Ｄの変化に対する平均
演色評価数の変動を測定した。図５の曲線１０６はこの
関係を表している。発光管の寸法を小さくすることによ
り、発光管の最冷部の温度を高め、発光管内の蒸気圧が
高まり、封入金属が発光して輝線スペクトルが弱まる。
このことは、曲線１０６に示すように平均演色評価数
（Ｒａ）が高まることに対応しており、平均演色評価数
が高まれば、色バランスが良くなり、プロジェクターの
光源として使用するのに、より適したものになる。しか
し、管の寸法を小さくしすぎると、管壁負荷が増大し、
管の破裂等のおそれも高まる。また、最高温部の温度も
高まり、発光管の素材である石英硝子も耐えられない状
態になるおそれがある。これらの点を考慮すると、発光
管は、概ね楕円球、あるいは球形状のものとし、その発
光部の外径Ｄおよび長さＬを、約９ｍｍから約１１ｍｍ
の範囲内にすることが好ましいことが確認された。

【００３０】次に、本例のメタルハライドランプ２にお
ける一対の電極芯棒２５、２６の直径について説明す
る。従来において一般的に使用されている入力電力が１
５０Ｗのメタルハライドランプにおける電極芯棒の直径
は約０．５ｍｍであり、また、電極間距離は約５ｍｍで
ある。本例のように、電極間距離ＡＬを約２．５ｍｍか
ら約３．５ｍｍに狭くした場合には、電子が電極である
タングステンに激しく衝突するようになり、電極温度が
タングステンの融点を越え、電極が徐々に飛散するおそ
れがある。このような事態になると、電極間が長くな
り、タングステンと石英の反応により発光管内が黒化し
てしまう、といった弊害が発生する。本例では、このよ
うな弊害を回避するために、電極芯棒を従来において使
用されているものよりも太くし、その直径を０．６ｍｍ
に設定している。このように太くすることにより、電極
の熱容量が大きくなり、電極の飛散が発生しにくくな
り、発光管内の黒化も防止できる。これによりランプの
長寿命化を達成できる。本発明者の実験によれば、電極
の直径を０．６５ｍｍよりも太くすると、ランプ始動電
圧の上昇や、電極熱損失の増大化を招き、発光特性が低
下するおそれがあり、このましくないことが確認され
た。したがって、電極直径は、約０．５５ｍｍから約
０．６５ｍｍの範囲が好ましい。

【００３１】以上説明したように、本例におけるメタル
ハライドランプ２においては、その入力電力を約１３０
Ｗから約１８０Ｗの範囲内に設定し、電極間距離ＡＬを
約２．５ｍｍから約３．５ｍｍの範囲内に設定し、発光
管の発光部をその外径Ｄおよび長さＬが約９ｍｍから約
１１ｍｍの範囲の楕円球あるいは概ね球形状に設定し、
さらに、電極の直径を約０．５５ｍｍから約０．６５ｍ
ｍに設定してある。したがって、本例によれば、スクリ
ーン照度が高く、色バランスも良く、しかも長寿命の液
晶ブロジェクターに適した光源を実現できる。

【００３２】ここで、上記構成のメタルハライドランプ
２の発光管内に封入されている金属ハロゲン化物の封入
量と、寿命との関係について考察する。本発明者は、こ
の関係を調べるために、封入量に対するランプの照度維
持率の関係を測定した。図６には、点灯時間に対する照
度維持率（％）の変動曲線を示してあり、この図におい
て、曲線１０７は封入量が０．４ｍｇの場合、曲線１０
８は封入量が０．６ｍｇの場合、曲線１０９は封入量が
０．８ｍｇの場合である。これらの曲線から分かるよう
に、封入量が多くなると、寿命が短くなる。これは、封
入量が多くなると、発光管の大きさに対して封入金属が
蒸発しきれなくなり、金属ハロゲン化物の液層が発光管
の下側に溜まってしまう。この液層が発光管の素材であ
る石英硝子と反応して、失透を起こす。失透が始まる
と、発光管内全体に失透が急速に広まり、寿命が短くな
る。封入量を０．６ｍｇ以下に抑えることにより、金属
ハロゲン化物の液層と石英の反応が生じにくくなり、こ
の反応による失透が生じにくいことが確認された。しか
しながら、封入量を０．２ｍｇ未満にすると、発光特性
が低下する、発光管の黒化が生じ易くなる、等の弊害が
発生するので好ましくない。したがって、この金属ハロ
ゲン化物の封入量を、約０．２ｍｇから約０．６ｍｇの
範囲内に設定することにより、発光特性を維持しつつ、
ランプの長寿命化を達成することができる。

【００３３】次に、本例のランプにおける色バランスを
更に改善するためには、封入する金属ハロゲン化物とし
て、ハロゲン化錫、ハロゲン化鉛、あるいはハロゲン化
亜鉛のうちの一つを、約０．０５ｍｇから約０．１ｍｇ
の範囲で添加すればよい。一例としてハロゲン化錫を
０．０５ｍｇ添加した場合には、発光管内の蒸気圧が高
まり、水銀の輝線スペクトルが抑制され、他の金属ハロ
ゲン化物の発光が促進され、平均演色評価数（Ｒａ）が
向上して色バランスが良くなることが確認された。しか
し、ハロゲン化錫の添加量を０．１ｍｇよりも多くする
と、発光効率の低下を招くので好ましくない。逆に、添
加量が０．０５ｍｇよりも少ない場合には、添加する効
果が得られない。よって、添加量は、約０．０５ｍｇか
ら約０．１ｍｇの範囲内が好ましい。なお、ハロゲン化
鉛、ハロゲン化亜鉛の場合も同様である。

【００３４】一方、本例のランプにおいて、更なる長寿
命化を図るためには、沃化水銀の代わりに臭化水銀を発
光管内に添加すればよい。臭化水銀を添加した場合に
は、沃化水銀を添加する場合にくらべて、臭素の活性度
が高いので、タングステンとの結合が強く、反応速度も
早い。したがって、発光管内の黒化を防止でき、ランプ
寿命を延ばすことができる。臭化水銀の添加量は、臭素
量（Ｂモル）に対する、総沃素量（Ａモル）のモル比
（Ｂ／Ａ）が、約０．１から約０．６の範囲となるよう
に設定すればよい。これよりも少ない添加量では、臭化
水銀を添加する効果が得られない。逆にこれよりも多い
添加量では、活性度が高い臭素によって電極であるタン
グステンが反応し、電極が細くなったり、折れやすくな
る。なお、図７には、同一添加量で、臭化水銀を添加し
た場合（曲線１１０）、沃化水銀を添加した場合（曲線
１１１）におけるランプの点灯時間に対する照度維持率
（％）の変動を示してある。この図から分かるように、
臭化水銀を添加した方が、照度維持率が良く、したがっ
て、ランプの寿命を延ばすことが可能である。

【００３５】（発光管の別の実施例）図８には、上記の
第１の実施例におけるメタルハライドランプの別の実施
例を示してある。本例のメタルハライドランプ６０は、
その発光管形状が異なっている以外は、前述したランプ
２と同一であるので、対応する部分には同一の符号を付
し、以下においてはそれらの部分の説明は省略する。

【００３６】メタルハライドランプをプロジェクター等
の照明装置として使用する場合、反射鏡等で光を集め
る。この場合のメタルハライドランプ６０の発光管６２
の温度分布は次のようになる。反射鏡４に囲まれている
発光管面は、ランプ単体の時に比べて反射鏡に囲まれて
いるために、温度が上昇する。逆に、反射鏡４の開口部
側の発光管面の温度は、ランプ単体の時と同等あるいは
若干上昇する程度である。ここで、ランプ６１の発光ス
ペクトルは、発光管の最も温度の低い部分、すなわち、
最冷部の温度に依存するので、この部分の温度を高める
ことにより、発光スペクトルは改善される。この最冷部
は、反射鏡４の開放部側の発光管における発光部６２と
シール部２４の境界部分にほぼ位置する。

【００３７】本例においては、この最冷部の温度を高め
るために、発光管における反射鏡の開口部側の形状を細
くし、これによって、この部分を、電極間に形成される
アークに近づけるようにしている。すなわち、発光管６
１の発光部６２の形状は、反射鏡の底部側においては、
概ね楕円球あるいは球形状をしているが、反対側におい
ては、ほぼ円錐台形状となるように細くしてある。

【００３８】このように、本例においては、発光管６１
の発光部６２の形状を、反射鏡開口部側において細くし
てあるので、その最冷部の温度を高めることができ、ラ
ンプの発光スペクトルを改善することができる。なお、
発光部６２の反射鏡の開口部側の形状は、本例のような
円錐台形状以外の形状としても良いことは勿論である。

【００３９】図９には、発光管６１の変形例を示してあ
る。この図に示すメタルハイラドランプ７０において
は、その発光管７１における反射鏡開口部側の部分を、
保温膜で被覆することにより、最冷部の温度を高めて、
より一層の発光スペクトルの改善を図っている。すなわ
ち、本例においては、発光管７１の反射鏡開口部側のシ
ール部２４の外周面のほぼ全体と、これに連続している
発光部７２の外周部分とを、保温膜７５により被覆して
ある（図においては、保温膜の形成範囲を斜線で示して
ある。）。このように保温膜７５を形成することによ
り、発光管７１の最冷部の温度を高めて、発光スペクト
ルを改善することができる。

【００４０】ここで、従来においてもこのような保温膜
を形成したものが知られている。しかし、本例において
は、発光部７２の外周に形成した保温膜７５を、シール
部２４と発光部７２の境界から発光部側に向けての幅が
約２ｍｍ以下となるように形成してあることを特徴とし
ている。すなわち、本例においては、前述したように、
発光管の寸法を小さくしてあるので、その分、発光管７
１内の最高温部の温度も高まっている。このため、従来
のように、発光部７２の外周を広く保温膜で覆ってしま
うと、この最高温部の温度が高くなり過ぎてしまい、発
光管の素材である石英が劣化してしまう。本例では、こ
の発光部７２を覆う保温膜を少ない範囲に限定してある
ので、高温による石英の失透を防止でき、ランプ寿命を
延ばすことができる。

【００４１】なお、本例では、シール部２４の外周と、
これに連続している発光部７２の外周の双方に保温膜を
形成しているが、シール部２４のみに保温膜を形成して
もよいことは勿論である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
メタルハライドランプの入力電力を約１３０から約１８
０Ｗの範囲内に設定し、電極間の距離を約２．５ｍｍか
ら約３．５ｍｍの範囲内に設定し、発光管の発光部を全
体として概ね楕円球あるいは球形状とし、その外径を約
９ｍｍから約１１ｍｍの範囲内にすると共に、その長さ
を約９ｍｍないし約１１ｍｍの範囲内に設定してある。
さらには、電極を構成している電極心棒の直径を、約
０．５５ｍｍから約０．６５ｍｍの範囲内に設定してあ
る。この構成によれば、小型でありながら、スクリーン
照度が高く、色バランスが良く、しかも長寿命のランプ
を実現できる。特に、本発明のランプはプロジェクター
等の光源として用いるのに適している。

【００４３】また、本発明では、封入される金属ハロゲ
ン化物の量を、約０．２ｍｇから約０．６ｍｇの範囲に
しているので、発光特性を保持しつつ、ランプの長寿命
化を実現することができる。

【００４４】さらに、本発明では、封入される金属ハロ
ゲン化物として、更に、ハロゲン化錫、ハロゲン化鉛お
よびハロゲン化亜鉛のうちの少なくとも１つを、約０．
０５ｍｇから約０．１ｍｇの範囲内の量だけ加えるよう
にしている。このようにすることにより、発光管内の蒸
気圧を高めることができ、演色性を更に改善でき、より
色バランスのとれたランプを実現できる。

【００４５】さらにまた、本発明では、封入される金属
ハロゲン化物として、沃化水銀に代えて臭化水銀封入
し、当該臭化量と、総沃素量とのモル比が約０．１から
約０．６の範囲内で添加するようにしている。このよう
にすることにより、発光管内の黒化を防止でき、ランプ
寿命を長くすることができる。

【００４６】次に、本発明では、上記の構成のメタルハ
ライドランプと、反射面を備えた反射鏡とにより照明装
置を構成し、メタルハライドランプの発光管における反
射鏡の開口部側の形状を細くした構成を採用している。
このようにすると、発光管内の反射鏡開口部側の温度
（最冷部の温度）を高めることができる。よって、発光
管内の温度バランスを改善でき、発光スベクトルを改善
することができる。

【００４７】また、本発明の照明装置では、反射鏡開口
部側の温度を高めるために、この開口部側に位置してい
るランプの発光管のシール部のみ、あるいは、この部分
と共に、これに連続する発光部の外周を最大２ｍｍの幅
で保温膜で覆うようにしている。このように保温膜を形
成することにより、最冷部の温度を高めることができる
と共に、発光管の最高温部の過度の温度上昇を抑制する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である液晶プロジェクターの光
学系を示す概略ブロック図である。

【図２】図１の照明装置を示す概略断面図である。

【図３】入力電力に対する発光効率および管壁負荷の変
動を示すグラフである。

【図４】（Ｂ）は電極間距離に対するパネル上集光率お
よび発光効率の変動を示すグラフであり、（Ａ）はその
集光率および発光効率の乗算値を電極間距離に対してプ
ロットしたグラフである。

【図５】発光管の寸法に対する平均演色評価数の変動を
示すグラフである。

【図６】封入金属ハロゲン化物の量を変化させた場合に
おける、メタルハライドランプの点灯時間に対する照度
維持率の変化を示すグラフである。

【図７】臭化水銀または沃化水銀を添加した場合におけ
る、メタルハライドランプの点灯時間に対する照度維持
率の変化を示すグラフである。

【図８】メタルハライドランプの別の実施例を示す概略
断面図である。

【図９】図８のメタルハライドランプの変形例を示す概
略断面図である。

【符号の説明】

１・・・プロジェクター ２・・・メタルハライドランプ ４・・・反射鏡 ２１・・・発光管 ２２・・・発光部 ２３、２４・・・シール部 ２５、２６・・・電極芯棒 ４１・・・反射面 ４２・・・取付穴 ６０、７０・・・メタルハライドランプ ６１、７１・・・発光管 ６２、７２・・・発光部 ７５・・・保温膜 ＡＬ・・・電極間距離 Ｄ・・・発光部の外径 Ｌ・・・発光部の長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 漆原 嗣 埼玉県行田市壱里山町１−１ 岩崎電気株 式会社埼玉製作所内 (72)発明者 吉池 久夫 埼玉県行田市壱里山町１−１ 岩崎電気株 式会社埼玉製作所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光部およびその両端に形成されたシー
   ル部から構成される発光管と、この内部において前記シ
   ール部に封着され所定の間隔で対向配置された一対の電
   極と、前記発光管内部に封入された金属ハロゲン化物と
   を有するメタルハライドランプにおいて、 当該ランプの入力電力は約１３０から約１８０Ｗの範囲
   内であり、 前記電極間の距離は約２．５ｍｍから約３．５ｍｍの範
   囲内であり、 前記発光管の発光部は全体として楕円球あるいは概ね球
   形状であり、その外径は約９ｍｍから約１１ｍｍの範囲
   内であり、その長さは約９ｍｍないし約１１ｍｍの範囲
   内であり、 前記電極を構成している電極心棒の直径は、約０．５５
   ｍｍから約０．６５ｍｍの範囲内であることを特徴とす
   るメタルハライドランプ。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記金属ハロゲン化
   物は少なくともＤｙ、Ｎｄ、Ｃｓのハロゲン化物を含
   み、その封入量は、約０．２ｍｇから約０．６ｍｇの範
   囲内であることを特徴とするメタルハライドランプ。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記金属ハロゲン化
   物として、更に、ハロゲン化錫、ハロゲン化鉛およびハ
   ロゲン化亜鉛のうちの少なくとも１つを、約０．０５ｍ
   ｇから約０．１ｍｇの範囲内の量で含んでいることを特
   徴とするメタルハライドランプ。
4. 【請求項４】 請求項２または３において、前記金属ハ
   ロゲン化物として、臭化水銀を含み、当該臭素量と、総
   沃素量とのモル比が約０．１から約０．６の範囲内であ
   ることを特徴とするメタルハライドランプ。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のうちの何れかの項に
   記載のメタルハライドランプと、反射面を備え、前記メ
   タルハライドランプの端部の一方が当該反射面の底部側
   に位置し、他方が当該反射面の開放部側に位置するよう
   に配置されている反射鏡とを有し、前記メタルハライド
   ランプの発光管における前記反射鏡の開口部側の形状を
   細くしてあることを特徴とする照明装置。
6. 【請求項６】 請求項５において、前記反射鏡の開口部
   側にある前記発光管のシール部およびこれに連続する発
   光部の外周のうち、少なくともシール部の外周における
   発光部に連続する部分が保温膜により被覆されているこ
   とを特徴とする照明装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、前記保温膜により被
   覆されたシール部に連続する発光部の外周も保温膜によ
   り被覆されており、この発光部の保温膜は、シール部と
   発光部の境界から前記反射鏡の底部側に向けて約２ｍｍ
   以下の幅で形成されていることを特徴とする照明装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし４のうちの何れかの項に
   記載のメタルハライドランプを光源として用いることを
   特徴とする投写型表示装置。
9. 【請求項９】 請求項５ないし７のうちの何れかの項に
   記載の照明装置を有していることを特徴とする投写型表
   示装置。